51 | D C A 4 0 3 3 I B S • Sistem bentuk terowong memudahkan keseluruhan proses pembinaan dengan membolehkan operasi yang lancar dan pantas yang boleh menghasilkan keberkesanan kos, produktiviti dan siap berkualiti tinggi. • Projek bentuk terowong telah membuktikan bahawa hasil yang mengagumkan boleh dicapai dari segi produktiviti, kecekapan, ekonomi dan kualiti. Ia biasanya boleh digunakan semula selama 500 hingga 1,000 kali, dan merupakan cara yang berkesan untuk membina bangunan yang mempunyai elemen atau susun atur berulang. • Sistem ini kini merupakan salah satu kaedah pembinaan selular yang paling disukai oleh kontraktor di Malaysia sementara pelanggan menghargai keupayaan borang Terowong untuk menyampaikan projek mengikut bajet dan tepat pada masanya. 2.1.2.1 Komponen Sistem Acuan Rajah 2.2 : Komponen Sistem Acuan
52 | D C A 4 0 3 3 I B S 2.1.3 Sistem Rangka Keluli • Sebelum ini, aplikasi sistem rangka keluli hanya untuk bangunan komersial dan perindustrian. Permohonan untuk perumahan hanya terhad kepada kekuda bumbung. Baru-baru ini, penggunaan kekuda bumbung keluli, menunjukkan keupayaan mereka dalam industri pembinaan di mana kosnya menjadi kompetitif berbanding dengan kekuda bumbung kayu. • Kelebihan menggunakan sistem rangka keluli adalah keupayaan binaan dan kesederhanaan pembinaan serta kelajuan pembinaan yang lebih besar. • Kepantasan dan ekonomi pembinaan boleh dipertingkatkan lagi dengan bilangan komponen berulang yang banyak dalam sistem struktur. • Selain bangunan bertingkat tinggi, penggunaan elemen keluli juga popular dengan pembinaan universiti, kolej, sekolah, hospital dan kompleks komersial. • Tidak dinafikan, keluli berstruktur menawarkan kebebasan dan fleksibiliti yang lebih besar kepada pereka bentuk, pembinaan pantas untuk kontraktor dan pulangan pelaburan (ROI) yang lebih pantas kepada pemilik.\ 2.1.3.1 Komponen Sistem Rangka Keluli Rajah 2.3 : Komponen Sistem Sistem Rangka Keluli
53 | D C A 4 0 3 3 I B S 2.1.4 Sistem Rangka Kayu Pasang Siap • Sebelum kedatangan pengaruh asing dan moden, suku kaum pribumi Melayu dan Orang Asli semenanjung Malaysia serta kaum Bumiputera yang berkaitan di Sabah dan Sarawak telah pun membangunkan kediaman tradisional mereka menggunakan struktur kayu. • Sistem struktur kayu melibatkan reka bentuk dan pembinaan bangunan dan struktur menggunakan kayu pasang siap dan produk kayu terutamanya dalam elemen struktur atau galas beban. • Terdapat dua jenis prefabrikasi kayu iaitu siap dipotong ditambah dengan fabrikasi kedai sendi (lajur dan rasuk) dan panel struktur yang hanya terdapat dinding dan lantai tanpa tiang dan rasuk. • Walaupun kos dan ketersediaan produk kayu sering dilihat sebagai penghalang penggunaan kayu dalam pembinaan. Sistem rangka binaan kayu mempunyai pasaran khusus mereka sendiri, menawarkan reka bentuk menarik daripada unit kediaman ringkas kepada bangunan yang memerlukan nilai estetika tinggi seperti chalet untuk pusat peranginan. 2.1.4.1 Komponen Sistem Rangka Kayu Pasang Siap Rajah 2.4 : Komponen Sistem Rangka Kayu Pasang Siap
54 | D C A 4 0 3 3 I B S 2.1.5 Sistem Kerja Blok • Sistem IBS di Malaysia tidak terhad kepada teknologi canggih tinggi dan konsep pengeluaran besar-besaran. Sistem kerja blok adalah salah satu sistem yang paling mudah, fleksibel dan paling serba boleh yang boleh digunakan oleh ramai dalam industri. • Kerja-kerja blok juga merupakan sejenis IBS kos rendah dengan pelaburan modal yang rendah, di mana banyak kontraktor boleh terlibat di dalamnya. • Kerja blok IBS ialah cara paling mudah untuk mengguna pakai IBS dan sistem kerja blok boleh menembusi pasaran pembinaan dengan mudah. • Walau bagaimanapun, terdapat keperluan untuk pereka mahir untuk mereka bentuk blok kerja daripada yang boleh memanfaatkan manfaat IBS. • Sistem kerja blok bergantung pada dimensi modular pada peringkat reka bentuk, juga setanding dengan sistem LEGO. • Selain itu, beberapa kerja blok kejuruteraan menggunakan dinding galas beban dengan menggabungkan tiang dan rasuk sebagai bahagian penting dinding untuk semua jenis rumah (sehingga 5 tingkat tinggi). Jumlah yang boleh dijimatkan pada dinding boleh berkisar antara 10% hingga 30% berbanding konvensional dengan tambahan kos asas yang lebih rendah.• • Untuk menggalakkan penglibatan keseluruhan daripada banyak pihak dalam industri, skor IBS untuk penggunaan kerja blok dalam projek perlu ditingkatkan. • Dinding galas tanpa beban menggunakan sistem blok kerja sesuai untuk pagar dan sekatan. Saiz standard, oleh itu menjadikan tapak pembinaan kemas, teratur dan bersih.
55 | D C A 4 0 3 3 I B S • Sistem blok khususnya blok kejuruteraan adalah fleksibel dan boleh sesuai dan melengkapkan teknologi IBS yang lain. • Sistem blok juga mudah dibuat dan mudah dipasang oleh pengguna. • Namun begitu, sistem blok mestilah dalam beberapa bentuk penyeragaman dalam ukuran jangka (modular) dan juga menggabungkan perindustrian dan automasi dalam persekitaran kilang. 2.1.5.1 Komponen Sistem Kerja Blok Rajah 2.5 : Komponen Sistem Kerja Blok 2.1.6 Sistem Inovasi • Beberapa syarikat juga menubuhkan kilang pengeluaran sementara di tapak. • Penubuhan kilang pengeluaran sementara itu sangat berjaya, menghasilkan komponen pada standard yang sangat tinggi, pada kadar yang melebihi permintaan, dan pada kos yang lebih rendah daripada yang dijangkakan.
56 | D C A 4 0 3 3 I B S • Kes ini jelas menunjukkan bahawa pilihan IBS tidak terhad kepada kemudahan tetap jangka panjang, tetapi lebih kepada memahami konsep pengeluaran dan pembuatan. 2.2 SISTEM TERBUKA DAN TERTUTUP Rajah 2.6 : Sistem Terbuka & Sistem Tertutup 2.3 PIAWAIAN DAN TOLERANSI Pempiawaian komponen-komponen bangunan merupakan ciri-ciri berbeza yang penting bagi sebarang sistem pembinaan berindustri. Untuk mencapai keperluan koordinasi modular, semua komponen perlu diseragamkan untuk pengeluaran. Dalam IBS sistem terbuka semua komponen struktur boleh digunapakai dari pelbagai pengeluar IBS bagi membina sesebuah bangunan. Reka bentuk bagi sistem terbuka adalah lebih fleksibel dan pelbagai. Konsep ini telah lama digunakan dalam kerja- kerja infrastruktur seperti perparitan dan jambatan. Sistem tertutup pula merupakan komponen struktur yang dihasilkan adalah bersifat pemunya dimana komponen struktur bagi sesebuah bangunan adalah datang daripada satu sumber. Reka bentuk bagi sistem tertutup terikat kepada keperluan yang lebih spesifik.
57 | D C A 4 0 3 3 I B S Jika tidak dikoordinasi modular, ini akan menghadkan penerimaan dengan skala besar bagi sistem pembinaan berindustri kerana ia menghadkan struktur dirancang dengan fleksibel. Piawaian ruang dan elemen seperti ini memerlukan had terima yang ditetapkan berbeza mengikut peringkat pembinaan seperti had terima yang dihasilkan, menetapkan had terima, dan had terima ereksi. Selain itu, IBS yang dikordinasi modular boleh mempunyai elemen yang sama jenis, contohnya T-Beam. Tetapi dimensi modul berubah antara julat pengaplikasian yang praktik. Ini membenarkan pempiawaian elemen yang berlainan jenis mempunyai dimensi keratan rentas yang berbeza. 2.4 PRODUKTIVITI DAN ORGANISASI Jadual 2.2 : Perbandingan produktiviti antara pembinaan konvensional dan pembinaan IBS Komponen Pembinaan Konvensional Pembinaan IBS kos Pembinaan Konvensional memerlukan kos yang lebih tinggi dari segi : ➢ Kos Bahan ➢ Kos Buruh ➢ Kos Peralatan ➢ Kos Overhead IBS dapat mengurangkan pembaziran kos dalam pembinaan dari segi : ➢ Kos Bahan ➢ Kos Buruh ➢ Kos Peralatan ➢ Kos Overhead Tempoh Pembinaan ➢ Tempoh pembinaan yang lebih lama ➢ Kelewatan penyiapan projek disebabkan pembinaan di lokasi ➢ Sukar dipasang dan didirikan ➢ Tempoh pembinaan yang lebih pendek. ➢ Komponen mudah dipasang dan didirikan.
58 | D C A 4 0 3 3 I B S Pembaziran ➢ Pembaziran keluli, batu bata, simen, konkrit dan kayu adalah hampir 10% daripada jumlah bahan yang digunakan dalam projek pembinaan ➢ Pembaziran kayu, bata, simen dan konkrit adalah kurang daripada 5% daripada jumlah bahan yang digunakan. Kualiti ➢ Berkualiti rendah dan mutu kemasan yang kurang baik. ➢ Memerlukan perbelanjaan penyelenggaraan yang lebih tinggi kerana kualiti rendah. ➢ Memberi kualiti yang lebih tinggi dan kemasan yang lebih baik kerana pengeluaran berlaku di bawah persekitaran terlindung dan dihasilkan di kilang. ➢ Kualiti yang lebih baik akan mengurangkan kos perbelanjaan kerana komponen pasang siap memerlukan pembaikan yang kurang. 2.5 PENGANGKUTAN 2.5.1 Pengangkutan Jalan Raya Biasanya unit pratuang diangkut dengan kenderaan khas seperti low loader, treler, traktor dan lain- lain lagi. Anggota ini dikenakan penyokong khas dan rangka khas bentuk A untuk memastikan unit ini tidak mengalami tegangan. Perhatian perlu diambil semasa menjalankan kerja- kerja pengangkutan struktur. Kelengkapan pengangkutan hendaklah sentiasa diperiksa semasa dalam perjalanan.
59 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 2.7: Pengangkutan JalanRaya 2.5.2 Pengangkutan Keretapi Penggunaan kereta api akan menjadi lebih ekonomi terutama bagi jarak penghantaran yang jauh sekiranya pengangkutan anggota pratuang berhampiran dengan kemudahan kereta api. Pengangkutan jenis ini akan menjadi lebih ekonomi jika pengelolaan dapat dijalankan dengan perancangan yang teliti. Apabila jangka masa penghantaran unit struktur tersebut ditetapkan, maka jentera pengangkutan disediakan lengkap dengan tenaga pekerja yang mahir. sistem pengangkutan ini sesuai digunakan untuk unit struktur yang kecil dan lebih ekonomi. 2.5.3 Sistem Pengangkutan Air Sistem pengangkutan air ini biasanya digunakan untuk struktur yang berhampiran terus dengan air. Contohnya pembinaan jeti, empangan dan lainlain lagi. untuk mengelakkan kecacatan, unit struktur pratuang perlu disusun dengan teliti supaya tidak bergerak atau bergetar semasa proses pengangkutan dijalankan.
60 | D C A 4 0 3 3 I B S 2.6 LOJI DAN PERALATAN Loji dan peralatan merupakan aset yang dipegang untuk digunakan dalam pengeluaran atau menyediakan barangan atau perkhidmatan. Loji dan peralatan ini juga disewakan kepada orang lain atau untuk tujuan pentadbiran serta dijangka akan digunakan dalam tempoh yang dipersetujui. Loji dan peralatan perlu disediakan untuk memasang komponen sebaik sahaja tiba di tapak untuk mengelakkan pengendalian berganda. Pengurusan loji atau alatan pembinaan amatlah penting kerana ia secara tidak langsung memberikan kesan terhadap masa dan kualiti binaan. Loji perlu dipastikan sentiasa disenggara bagi mengelakkan jangka hayat dan dapat digunakan secara efektif pada tahap optimal. Terdapat beberapa loji dan peralatan yang perlu digunakan untuk kerja- kerja pengendalian dan pengangkatan dalam projek IBS termasuk penggali, perancah, forklift, kren, roda pulley, alat tangan, kuasa jentera yang didorong, peralatan elektrik, penghantar, trak, dan sebagainya. Semua bahan dan peralatan ini sangat berguna sebagai sumber dalam menyelesaikan projek IBS. LATIHAN PENGUKUHAN 1. CIDB telah mengklasifikasikan sistem IBS kepada lima kategori. Nyatakan 4 kelebihan Sistem Berbingkai Konkrit Pratuang. 2. Terdapat dua sistem didalam IBS iaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Terangkan maksud sistem terbuka dan sistem tertutup. 3. Terdapat empat faktor yang mempengaruhi produktiviti di antara pembinaan konvensional dan pembinaan IBS. Berikan perbandingan produktiviti di antara pembinaan konvensional dan pembinaan IBS berdasarkan empat faktor tersebut.
61 | D C A 4 0 3 3 I B S SKEMA JAWAPAN Soalan 1 Kelebihan menggunakan sistem berbingkai konkrit pratuang ialah ➢ Sistem menggunakan kaedah pembinaan yang sangat berjentera membolehkan pembinaan landasan pantas dan memerlukan kurang kerja manual di tapak. ➢ Sistem ini menawarkan fleksibiliti dari segi rentang yang besar dan ruang terbuka tanpa gangguan pada dinding dalaman. Rangka-rangka juga memberikan lebih banyak kebebasan kepada arkitek untuk mereka bentuk pelapisan muka depan. ➢ Sistem dinding pratuang menawarkan ruang terbuka antara dinding galas beban tanpa memerlukan tiang. ➢ Dengan penggunaan dinding partition yang ringan, sistem ini masih boleh menawarkan fleksibiliti dalam reka bentuk susun atur dalaman. ➢ Panel pratuang boleh diseragamkan dan dihasilkan dalam kuantiti yang banyak. ➢ Sistem dinding pratuang juga menawarkan kelebihan kelajuan dan pengurangan kos pembinaan. Ini akan menghasilkan aliran tunai yang lebih baik untuk pemilik. ➢ Kualiti kemasan dalaman dan luaran bangunan boleh dicapai dengan mudah dengan dinding pra-fabrikasi.
62 | D C A 4 0 3 3 I B S Soalan 2 Sistem Terbuka Dalam IBS sistem terbuka semua komponen struktur boleh digunapakai dari pelbagai pengeluar IBS bagi membina sesebuah bangunan. Reka bentuk bagi sistem terbuka adalah lebih fleksibel dan pelbagai. Konsep ini telah lama digunakan dalam kerja- kerja infrastruktur seperti perparitan dan jambatan. Sistem Tertutup Sistem tertutup pula merupakan komponen struktur yang dihasilkan adalah bersifat pemunya dimana komponen struktur bagi sesebuah bangunan adalah datang daripada satu sumber. Reka bentuk bagi sistem tertutup terikat kepada keperluan yang lebih spesifik. Soalan 3 Perbandingan produktiviti antara pembinaan konvensional dan pembinaan IBS Komponen Pembinaan Konvensional Pembinaan IBS kos Pembinaan Konvensional memerlukan kos yang lebih tinggi dari segi : ➢ Kos Bahan ➢ Kos Buruh ➢ Kos Peralatan ➢ Kos Overhead IBS dapat mengurangkan pembaziran kos dalam pembinaan dari segi : ➢ Kos Bahan ➢ Kos Buruh ➢ Kos Peralatan ➢ Kos Overhead Tempoh Pembinaan ➢ Tempoh pembinaan yang lebih lama ➢ Kelewatan penyiapan ➢ Tempoh pembinaan yang lebih pendek. ➢ Komponen mudah
63 | D C A 4 0 3 3 I B S projek disebabkan pembinaan di lokasi ➢ Sukar dipasang dan didirikan dipasang dan didirikan. Pembaziran ➢ Pembaziran keluli, batu bata, simen, konkrit dan kayu adalah hampir 10% daripada jumlah bahan yang digunakan dalam projek pembinaan ➢ Pembaziran kayu, bata, simen dan konkrit adalah kurang daripada 5% daripada jumlah bahan yang digunakan. Kualiti ➢ Berkualiti rendah dan mutu kemasan yang kurang baik. ➢ Memerlukan perbelanjaan penyelenggaraan yang lebih tinggi kerana kualiti rendah. ➢ Memberi kualiti yang lebih tinggi dan kemasan yang lebih baik kerana pengeluaran berlaku di bawah persekitaran terlindung dan dihasilkan di kilang. ➢ Kualiti yang lebih baik akan mengurangkan kos perbelanjaan kerana komponen pasang siap memerlukan pembaikan yang kurang.
64 | D C A 4 0 3 3 I B S NOTA KURSUS KANDUNGAN 3 PRE CAST CONCRETE FRAME, PANEL AND BOX SISTEMS
65 | D C A 4 0 3 3 I B S TOPIK 3 : SISTEM KERANGKA, PANEL DAN KOTAK KONKRIT PRATUANG 3.0 PENGENALAN Kompetensi ini menyediakan pelajar dengan pengetahuan dan pendedahan sistem konkrit pratuang yang komprehensif serta meliputi keperluan industri yang semakin berkembang. Menurut pensyarah Jabatan Senibina, Fakulti Rekabentuk dan Senibina, Universiti Putra Malaysia (UPM) Dr Mohd Zairul Mohd Noor, di negara ini terma yang biasa digunakan adalah pengindustrialisasi sistem bangunan atau dikenali sebagai sistem bangunan berindustri (IBS). IBS di Malaysia kebiasaannya terdiri daripada sistem bangunan membabitkan dinding, lantai, rasuk, tiang dan tangga yang dibina di dalam kilang di bawah pengawasan teliti supaya kualiti terjamin. Proses pembuatan di kilang ini membabitkan perancangan teliti dari awal menggunakan perisian komputer bagi melukis dan menjana lukisan untuk pembinaan serta pemasangan awal di kilang. Kemudian, IBS tadi dibawa ke tapak bagi proses pemasangan yang biasanya hanya memerlukan 10 hingga 15 peratus dari keseluruhan tempoh pembinaan. Dr Mohd Zairul berkata, elemen di dalam IBS juga dikategorikan kepada tiga kumpulan utama iaitu kerangka, sistem rasuk, sistem panel dan sistem kotak. Sistem kerangka mudah ditakrifkan sebagai sistem yang menggunakan beban terhadap kerangka rasuk seperti ‘girders’ dan ‘roof trusses.’ Sementara itu, sistem panel antara yang popular masa kini apabila membabitkan elemen dinding, lantai, siling dan sebagainya. Sistem kotak pula menggunakan sistem tiga dimensi yang mengguna pakai sistem kekotak seperti kontena dan tiga dimensi unit untuk ‘habitat’ penghuni, Biasanya sistem konkrit pra-tuang adalah antara yang popular di negara ini membabitkan pembinaan bangunan awam termasuk sekolah dan balai polis. Objektif 1. Menyatakan komponen-komponen utama dalam industri IBS 2. Menyenaraikan kebaikan dan keburukan sistem kerangka, panel dan kotak konkrit pratuang 3. Menerangkan kaedah penyambungan komponen IBS
66 | D C A 4 0 3 3 I B S 3.1 KOMPONEN PEMBINAAN Kaedah pembinaan konkrit pratuang adalah berbeza dengan kaedah pembinaan berbeza dengan kaedah pembinaan konvesional konkrit in-situ dari segi konvesional konkrit in-situ dari segi struktur pembinaannya. Bagi pembinaan struktur konkrit in-situ, setiap elemen struktur yang dibina mesti setiap elemen struktur yang dibina mesti mempunyai elemen dasar terlebih dahulu. Contoh, pembinaan tiang aras bawah hanya boleh dibuat selepas asas siap hanya boleh dibuat selepas asas siap dikonkrit dan memejal. Manakala untuk pembinaan konkrit pratuang, setiap elemen boleh disediakan serentak samada di tapak ataupun di kilang dan seterusnya dipasang dan disambungkan di tapak bina. Maka struktur binaan terbentuk selepas semua elemen siap disambungkan. Istilah konkrit pratuang (precast concrete) digambarkan untuk menerangkan produk atau komponen yang diperbuat daripada konkrit samada di kilang yang tetap atau di loji sementara dalam tapak dan dipasangkan pembinaan dan dipasangkan di tapak sebagai struktur yang siap. Secara umumnya berdasarkan Rajah 3.1, terdapat pelbagai sistem pembinaan konkrit pratuang dalam industri termasuklah sistem kerangka, sistem panel, dan sistem kekotak. Rajah 3.1: Jenis-jenis Sistem Konkrit Pratuang
67 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 3.2: Frame Structures, Panel Structures & Box Sistem (rajah dari kiri) Sistem struktur kerangka biasanya terdiri daripada elemen-elemen rasuk dan tiang konkrit pratuang untuk membentuk struktur kerangka bangunan. Sistem ini digunakan untuk pembinaan bangunan sederhana tinggi dan rendah sahaja. Elemen-elemen konkrit pratuang lain seperti papak, dan dinding boleh dipasangkan dengan teknik-teknik penyambungan tertentu selepas kerangka siap dibina. Peranan utama rasuk dan tiang konkrit pra-tuang dalam sistem struktur ini adalah untuk menanggung beban bangunan. Konsep kerangka dalam sistem ini adalah sama dengan konkrit in-situ. Jadi ia boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu kerangka dirembat dan kerangka tidak dirembat. Sistem struktur kerangka boleh dibahagikan kepada beberapa bentuk iaitu kerangka portal setingkat, kerangka portal bercondong, kerangka multi-bay, kerangka northlight, kerangka bertingkat-tingkat dan sebagainya seperti contoh di rajah 3.3. Rajah 3.3: Contoh Sistem Kerangka
68 | D C A 4 0 3 3 I B S Sistem struktur panel terdiri daripada panel papak dan panel dinding konkrit pratuang. Sistem ini sesuai untuk semua jenis pembinaan samada bangunan tinggi atau rendah, kecil atau luas. Sistem struktur panel boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu sistem struktur panel sederhana dan sistem struktur panel besar; berdasarkan saiz bangunan yang hendak dibina. Rajah 3.4: Contoh Sistem Struktur Panel Sistem kekotak merujuk kepada pembinaan sebahagian struktur bangunan di kilang dalam bentuk kekotak seperti bilik, tandas, dapur dan sebagainya. Unit yang siap dibina akan dipasang terus struktur utama bangunan di tapak pembinaan. Pembinaan bangunan dengan sistem ini adalah lebih cepat dan menjimatkan masa, akan tetapi kos pembinaannya agak tinggi berbanding dengan pembinaan sistem struktur yang lain. Hanya sesuai untuk bangunan rendah atau untuk melengkapkan sesuatu bangunan konkrit siap tuang. Rajah 3.5: Contoh Sistem Struktur Kekotak
69 | D C A 4 0 3 3 I B S Komponen- komponen utama IBS di bawah kumpulan ini adalah tiang, rasuk, papak lantai dan panel dinding pratuang. Selain itu, komponen dibawah kumpulan ini termasuk juga komponen pasang siap 3 dimensi iaitu tangga, longkang dan tandas. 3.1.1 Papak Pratuang i. Elemen-elemen pratuang paling standard ii. Termasuk papak rata padu, papak teras berongga, papak tee ganda dan papak tee tunggal iii. Disediakan dengan lebar yang berbeza mengikut keperluan reka bentuk tertentu. Rajah 3.6: Elemen papak pratuang 3.1.2 Rasuk Pratuang i. Elemen utama mengagihkan beban secara mendatar ii. Dibuat dalam pelbagai saiz iii. Jenis rasuk pratuang adalah rasuk segi empat, rasuk berbentuk L, rasuk T terbalik dan rasuk AASHTO Rajah 3.7: Elemen rasuk pratuang
70 | D C A 4 0 3 3 I B S 3.1.3 Panel Dinding Pratuang i. Menggunakan tetulang prategasan atau konvensional ii. Digunakan sebagai dinding galas beban iii. Termasuk panel dinding padu panel dinding teras berongga dan panel dinding tee Rajah 3.8: Elemen panel dinding pratuang 3.1.4 Tiang Pratuang i. Elemen agihan utama beban tegak bagi struktur kerangka ii. Direka bentuk bagi merintangi daya ufuk bagi struktur yang direka bentuk sebagai unbraced dan braced iii. Dihasilkan sebagai single tier, double tier dan triple tier Rajah 3.9: Elemen tiang pratuang
71 | D C A 4 0 3 3 I B S 3.2 KEBAIKAN DAN KEBURUKAN SISTEM KONKRIT PRATUANG 3.2.1 Kebaikan i. Tuang luar tapak (bahan simpanan, kedudukan pencampuran, kawasan kerja). ii. Proses mendirikan struktur yang pantas / dipasang oleh buruh separuh mahir. iii. Berkualiti tinggi kerana keadaan terkawal di kilang. Pelarasan boleh dibuat lebih mudah. iv. Unit standard berulang mengurangkan kos. v. Prategasan dilakukan dengan mudah yang dapat mengurangkan saiz dan bilangan anggota struktur. vi. Masa pembinaan yang lebih cepat - tidak terjejas oleh kekurangan cuaca atau buruh. vii. Menghasilkan mutu kerja yang tinggi dalam keadaan kilang - mengurangkan potensi kemalangan, menangani kekurangan kemahiran di tapak. viii. Keseluruhan bangunan boleh menjadi dinding tebal, lantai, rasuk, dan lain-lain. ix. Mempunyai penamat berkualiti tinggi yang boleh dibiarkan terdedah- sifat terma konkrit boleh dieksploitasi dalam bangunan tenaga rendah. 3.2.2 Keburukan i. Struktur yang sangat berat. ii. Sambungan mungkin sukar iii. Komponen pratuang kebanyakan dihasilkan sebagai sebahagian daripada bangunan sistem, oleh itu kurang fleksibel dalam konsep reka bentuknya daripada struktur buatan. iv. Fleksibiliti reka bentuk bangunan agak terhad v. Oleh kerana saiz panel adalah terhad, konkrit pratuang tidak boleh digunakan untuk sistem struktur dua hala. Prategasan dilakukan dengan mudah yang dapat mengurangkan saiz dan bilangan anggota.
72 | D C A 4 0 3 3 I B S vi. Pengulangan bentuk akan menjejaskan reka bentuk bangunan. vii. Tenaga kerja yang mahir diperlukan semasa pemasangan panel di tapak. viii. Meningkatkan kos kerana loji atau kren mengangkat mekanikal diperlukan untuk mengangkat panel. ix. Penyambungan di antara panel mahal dan rumit. 3.3 JENIS DAN KAEDAH PENYAMBUNGAN Sambungan antara elemen-elemen memainkan peranan yang amat penting dalam sesuatu struktur konkrit pratuang. Fungsi utama sambungan adalah untuk mengagihkan beban, momen, daya ricih dan putaran yang terjana dalam sistem struktur, dan memberi keseimbangan kepada elemen-elemen konkrit pratuang semasa elemen-elemen konkrit pratuang semasa pemasangan atau sepanjang hayat perkhidmatan struktur konkrit pratuang tersebut. Istilah-istilah joint dan connection masing-masing digunakan untuk menggambarkan pelbagai bentuk sentuhan antara elemen-elemen konkrit pratuang dan antara elemen konkrit pratuang dengan konkrit in-situ. Joint menggambarkan ruangan antara elemen, contohnya panel joint. Connection menerangkan sentuhan antara permukaan yang direkabentuk khususnya untuk fungsi struktural. Ianya menanggung beban yang wujud semasa pembinaan dan sepanjang hayat bangunan. 3.3.1 Keperluan Utama Keperluan Sambungan i. Sambungan mestilah menunjukkan kekuatan struktur yang mencukupi. ii. Kaedah sambungan antara anggota-anggota konkrit pratuang boleh dipasang dengan selamat dan cepat. iii. Pembentukan sambungan konkrit pratuang mestilah ekonomi. iv. Ruangan mestilah disediakan untuk tujuan mengimpal, pemasangan gasket, dan operasi-operasi lain yang sama untuk membentuk sambungan dalam struktur konkrit pratuang.
73 | D C A 4 0 3 3 I B S v. Rupa sambungan dalam struktur konkrit pratuang yang telah siap mesti kelihatan kemas dan sesuai. 3.3.2 Kaedah Penyambungan Komponen IBS (Sistem Kerangka) Reka bentuk dan kaedah penyambungan merupakan perkara yang amat penting yang perlu dititik beratkan dalam struktur konkrit pratuang. Tujuannya adalah untuk mengagihkan beban diantara setiap elemen struktur dan untuk kestabilan dan keteguhan bangunan. Terdapat beberapa kaedah penyambungan yang digunakan dalam sistem IBS antaranya bolting, welding dan grouting, namun begitu kegunaannya seharusnya mudah dan praktikal untuk dilaksanakan di tapak projek. Sambungan ini hendaklah direka bentuk bukan sahaja untuk menahan beban maksimum dan applied serviceability, tetapi juga boleh menahan dari faktor beban luar biasa seperti api, impak, letupan dan sebagainya. Kegagalan mengambil kira faktor ini boleh menyebabkan risiko ketidakstabilan sesuatu struktur. 3.3.3 Jenis-jenis penyambungan i. Penyambungan Tiang dan Asas Penyambungan kepada asas seperti asas pad, pile caps, dinding penahan, rasuk tanah dan sebagainya dilakukan dalam tiga cara iaitu: Rajah 3.10: Kaedah penyambungan asas
74 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 3.11: Sambungan Tiang dan Asas ii. Penyambungan Rasuk dan Tiang ❖ Tidak seperti kerja cast in- situ, falsafah reka bentuk untuk sambungan konkrit pratuang menitikberatkan keperluan struktur dan juga kaedah pembinaan yang dipilih. ❖ Falsafah reka bentuk ini bergantung kepada beberapa faktor: ✓ Sistem kestabilan rangka bangunan. Kerangka unbraced memerlukan asas melawan momen, manakala kerangka braced tidak perlu. ✓ Pelan struktur kerangka: jumlah dan kedudukan tiang/ elemen rembatan akan menentukan reka bentuk sambungan. ✓ Kesinambungan momen pada hujung rasuk: rasuk julur kebiasaannya memerlukan melawan momen pada hujung sambungan. ✓ Bagi rasuk disokong mudah tidak perlu. ✓ Mudah dan ekonomi untuk dikilangkan. ✓ Kedudukan dan laluan masuk ke tapak. ✓ Kaedah sambungan yang dipilih dan direka bentuk. ✓ Keupayaan mengangkat dan memasang.
75 | D C A 4 0 3 3 I B S Contoh biasa sambungan rasuk dan tiang yang digunakan dalam kerangka konkrit pratuang ditunjukkan pada Rajah 3.12 di bawah. Rajah 3.12: Sambungan Rasuk ke Tiang ❖ Sambungan konkrit pratuang dengan sendi basah digunakan secara meluas di Malaysia. Rajah di bawah menunjukkan sambungan rasuk konkrit yang sebenar menggunakan sambungan konkrit in- situ bersama dengan bar tetulang yang sesuai untuk mencapai sambungan monolitik. Rajah 3.13: Pembinaan bangunan konkrit pratuang dengan sambungan tempat masuk
76 | D C A 4 0 3 3 I B S iii. Penyambungan Papak dan Rasuk ❖ Papak pratuang seperti unit teras berongga dan plat lantai (juga dikenali sebagai separuh papak) biasanya direka dan dibina sebagai disokong mudah dan satu arah. Rajah 3.14: Sambungan Papak dan Rasuk 3.3.4 Kaedah Penyambungan Komponen IBS (Sistem Panel) Sistem panel- dinding galas beban merupakan sistem dimana dinding di reka bentuk sebagai struktur bangunan untuk menanggung beban sesuatu bangunan. Dinding konkrit ini bertindak sebagai tiang ataupun sebahagia struktur bangunan untuk memindahkan beban ke bahagian atas bangunan. Sistem ini kebiasaannya hanya melibatkan dua komponen konkrit pratuang yang utama iaitu dinding sebagai struktur bangunan dan papak untuk lantai sebagai melengkapi sesuatu struktur bangunan. Sistem ini sesuai untuk sesuatu projek yang berskala besar dan reka bentuk arkitek yang berulang bagi setiap unit atau tingkat. ini dapat menjimatkan kos dan mempercepatkan proses pembinaan.
77 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 3.15: Penggunaan sistem dinding tanggung beban di Projek Pangsapuri Rakyat Sg. Putat, Melaka Secara amnya, terdapat dua kaedah utama sambungan untuk sistem dinding konkrit pra tuang iaitu: i) Sambungan mendatar- papak ke dinding ii) Sambungan menegak- dinding ke dinding Rajah 3.16 : Kaedah sambungan bagi sistem dinding konkrit pratuang ❖ Sambungan mendatar terbahagi kepada sambungan kering dan sambungan basah. Antara contoh- contoh sambungan mendatar seperti: Rajah 3.17: Sambungan kering menggunakan plat keluli disambungkan secara kimpalan
78 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 3.18: Sambungan basah dengan menggunakan bahan grout yang dimasukkan ke dalam lubang sambungan ❖ Sambungan tegak kebanyakannya menggunakan kaedah sambungan basah antara dinding dengan dinding yang lain. Rajah 3.19: Sambungan basah yang lain secara grounting antara dinding atas dan dinding bawah 3.4 PROSES DAN KAEDAH PENYAMBUNGAN 3.4.1 Pemasangan Pratuang ( Sistem Kerangka ) i. Pemasangan komponen IBS biasanya bermula dari tiang aras bawah. Rajah 3.20: Tiang pratuang
79 | D C A 4 0 3 3 I B S ii. Tiang pratuang kemudiannya dipasang mengikut marking yang ditentukan dalam lukisan pembinaan. iii. Tiang pratuang diangkat menggunakan kren kemudian dipasang pada kedudukan yang betul. iv. Tiang pratuang disangga untuk kestabilan (minimum 2 sangga). Rajah 3.21: Tiang pratuang disangga v. Bahan grouting diisikan pada tiub yang disediakan pada tiang pratuang. vi. Angkat rasuk pratuang menggunakan kren. Rajah 3.22: Rasuk pratuang diangkat vi. Rasuk pratuang kemudian disambungkan pada struktur tiang pratuang Rajah 3.23: Rasuk pratuang disambungkan
80 | D C A 4 0 3 3 I B S viii. Bahan grout dimasukkan pada tempat penyambungan antara rasuk pratuang dan tiang pratuang. ix. Papak pratuang kemudiannya dipasang setelah semua rasuk pratuang siap dipasang pada lantai berkenaan. x. Sangga tidak perlu digunakan untuk pemasangan papak teras berongga manakala hanya satu sangga sahaja diperlukan di bahagian tengah di bawah papak separuh pratuang. xi. Kemudian kerja- kerja in- situ seperti pemasangan M&E, topping reinforcement dan diikuti dengan concrete topping dijalankan. xii. Sangga boleh ditanggalkan atas arahan Jurutera di dalam lukisan pembinaan. Kebiasaannya selepas 7 hari setelah kerja- kerja concrete topping dijalankan sepenuhnya. xiii. Kaedah pemasangan di atas akan diulang untuk di tingkat seterusnya. 3.4.2 Pemasangan Komponen Menegak (Sistem Panel) i. Menanda aras Rajah 3.24: Kerja menanda aras ii. Mengangkat dan pemasangan panel komponen pratuang Rajah 3.25: Kerja pemasangan
81 | D C A 4 0 3 3 I B S iii. Pemasangan sambungan menegak Rajah 3.26: Kerja pemasangan iv. Pemasangan komponen mendatar seperti rasuk pratuang, balkoni, papak pratuang dan sebagainya Rajah 3.27: Kerja pemasangan v. Casting off in-situ bagi penyambungan antara rasuk dan papak pratuang Rajah 3.28: Casting off in-situ
82 | D C A 4 0 3 3 I B S KESIMPULAN Secara kesimpulannya, sistem konkrit pra-tuang (IBS) dipercayai bukan suatu pendekatan yang baru di Malaysia. Industri IBS mula diperkenalkan oleh menteri perumahan dan kerajaan tempatan pada tahun 1964. Selaras dengan perkembangan teknologi, pelbagai jenis struktur pra-tuang telah wujud dan digunakan secara meluas dalam industri pembinaan. Sistem konkrit pra-tuang adalah satu konsep IBS. IBS boleh didefinisikan sebgai satu sistem pembinaan yang melibatkan komponen-komponen dituang dikilang atau di tapak bina, kemudian dihantar dan disambung menjadi struktur dengan pertambahan kerja tapak yang sedikit. LATIHAN PENGUKUHAN 1. Senaraikan TIGA (3) komponen dalam sistem kerangka, panel dan kekotak konkrit pratuang dalam sistem bangunan berindustri (Industrialized Building Sistem). 2. Senaraikan TIGA (3) jenis konkrit pratuang yang paling sering digunakan dalam industri pembinaan di Malaysia. 3. Terangkan secara ringkas berserta lakaran panel dinding pratuang sistem bangunan berindustri (Industrialized Building Sistem) 4. Jelaskan secara ringkas LIMA (5) kebaikkan sistem kerangka,panel dan kotak konkrit pratuang.
83 | D C A 4 0 3 3 I B S SKEMA JAWAPAN Soalan 1 i. tiang konkrit ii. rasuk iii. papak iv. dinding Soalan 2 i. Papak rata padu ii. Papak teras berongga iii. Papak Tee ganda iv. papak Tee tunggal Soalan 3 i. Menggunakan tetulang prategasan atau konvensional ii. Digunakan sebagai dinding galas beban iii. Termasuk panel dinding padu panel dinding teras berongga dan panel dinding tee Soalan 4 i. Tuang luar tapak (bahan simpanan, kedudukan pencampuran, kawasan kerja) ii. Proses mendirikan struktur yang pantas / dipasang oleh buruh separuh mahir. iii. Berkualiti tinggi kerana keadaan terkawal di kilang. iv. Pelarasan boleh dibuat lebih mudah. v. Unit standard berulang mengurangkan kos
84 | D C A 4 0 3 3 I B S NOTA KURSUS KANDUNGAN 4 STEEL FRAME SISTEM
85 | D C A 4 0 3 3 I B S TOPIK 4: SISTEM KERANGKA KELULI 4.0 PENGENALAN Kompetensi ini menyediakan pelajar dengan pengetahuan dan pendedahan sistem kerangka keluli yang komprehensif serta meliputi keperluan industri yang semakin berkembang. Sistem kerangka keluli sesuai untuk bangunan tinggi dan boleh juga diguna pakai untuk bangunan persendirian. Struktur ini kebiasaannya digunakan bersama-sama panel papak dan dinding konkrit pratuang di dalam penghasilan struktur hibrid dengan penjimatan masa yang banyak. Komponen struktur sistem kerangka keluli terbahagi kepada dua jenis iaitu keluli tergelek panas atau keluli terbentuk sejuk, berasaskan kepada proses dan bahan di dalam pembuatan. Ia menawarkan pemasangan tapak lebih pantas dan pengurangan tenaga pekerja jika dibandingkan dengan lainlain jenis IBS. Sistem kerangka keluli ini sering digunakan dalam pembinaan komponen pada bumbung seperti kerangka kekuda bumbung. Ini kerana, jenis bahan binaan yang ringan dan murah. Pengunaan kerangka keluli semakin diguna pakai di dalam industri pembinaan di dunia mahupun di Malaysia. Jenis kerangka besi mempunyai dua jenis iaitu besi gulung panas (hot roll steel) dan juga besi gulung sejuk (cold roll steel) (Nazrol,2019). Kebiasaannya sistem kerangka keluli ini digunakan dalam pembinaan bangunan berskala besar seperti kilang, gudang dan juga galeri. Sistem kerangka keluli ini juga dapat mengurangkan kos pembinaan dari segi kos tenaga kerja dan juga kos mesin berat. Tambahan lagi, kos bahan binaan dapat dikurangkan seperti bahan acuan.(Nazrol, 2019). Selain itu, pendapat daripada Dr Sudharshan pula kos kerangka keluli ini lebih tinggi berbanding sistem konvensional ataupun pengunaan konkrit. Tetapi kos ini dapat dikurangkan sekiranya permintaan daripada pihak industry lebih tinggi dan juga kepakaran kontraktor dalam bidang keluli lebih banyak.
86 | D C A 4 0 3 3 I B S Objektif 1. Menyatakan komponen struktur sistem kerangka keluli. 2. Menyenaraikan kebaikan dan kekurangan sistem kerangka keluli. 3. Menerangkan pembinaan struktur asas kerangka keluli. 4.1 KOMPONEN PEMBINAAN Sistem kerangka keluli dikeluarkan mengikut saiz tertentu dan kemudian elemen- elemen itu dihasilkan dengan melibatkan pemotongan, penggerudian, shot blasting dan kimpalan. Elemen- elemen fabrik dihantar ke tapak pembinaan dan kemudiannya didirikan di mana kimpalan dan pengetatan bolt pada sendi dijalankan. Sistem ini banyak digunakan sebagai struktur bangunan dan kerangka bumbung yang mana lebih cepat dan mudah dipasang. Terdapat empat jenis sistem kerangka yang biasa digunakan dalam industri pembinaan iaitu: i. Kerangka Clearspan ✓ Kerangka tegar (rigid) yang memberikan ketahanan, kekuatan dan fleksibiliti. Reka bentuk kerangka yang tidak memerlukan tiang dalaman dan memberikan ruang yang luas tanpa halangan. Rajah 4.1: Kerangka Clearspan ii. Kerangka Modular ✓ Termasuk tiang dalam dan ruang bangunan yang lebih luas Rajah 4.2: Kerangka Modular
87 | D C A 4 0 3 3 I B S iii. Kerangka Cerun Tunggal ✓ Cucur atap yang berbeza di setiap sisi dinding membolehkan bumbung bangunan cerun dalam satu arah. Rajah 4.3: Kerangka cerun tunggal iv. Lean-to Frames ✓ Direka untuk melekat pada kerangka tegar (rigid) sedia ada atau struktur yang memerlukan sokongan tambahan Rajah 4.4: Lean-to Frames Komponen struktur sistem kerangka keluli terbahagi kepada dua jenis iaitu keluli tergelek panas (Hot Rolled Steel) dan keluli tergelek sejuk (Cold Rolled Steel), berasaskan kepada proses dan bahan di dalam pembuatan. Keluli tergolek panas diguna pakai untuk kebanyakan struktur bangunan yang tinggi terdiri daripada rasuk, tiang dan kerangka bumbung. Manakala keluli tergolek sejuk diguna untuk penghasilan komponen kerangka bumbung ringan. Rajah 4.5: Kerja pemasangan struktur kerangka keluli
88 | D C A 4 0 3 3 I B S 4.1.1 Kerangka Tegar (Rigid) ❖ Dikenali sebagai sistem kerangka momen. ❖ Merupakan kerangka tak dirembat, yang mampu menahan kedua- dua beban menegak dan lateral oleh lenturan rasuk dan tiang. ❖ Terdiri daripada rasuk dan tiang 4.1.2 Kerangka Bumbung ❖ Merupakan struktur yang dibina bagi menyokong penutup bumbung. ❖ Berperanan sebagai asas dalam pembinaan struktur bumbung dan memberikan bentuk struktur bumbung yang dikehendaki berdasarkan kepada lukisan pelan yang disediakan. 4.1.3 Kerangka Portal ❖ Dicirikan oleh rasuk yang disokong pada kedua- dua hujung oleh tiang. ❖ Sambungan antara rasuk dan tiang adalah tegar (rigid) sehingga momen lentur dalam rasuk dipindahkan ke tiang 4.2 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN SISTEM KERANGKA KELULI 4.2.1 Kebaikan i. Kekuatan dan Ketahanan ✓ Komponen keluli struktur lebih ringan dan lebih kuat daripada weightbearing wood atau produk konkrit. Fabrikasi keluli berat yang biasa adalah 30% hingga 50% lebih ringan daripada kayu. Ini menjadikan pembinaan bingkai keluli jauh lebih kuat dan lebih tahan lama berbanding dengan alternatif kerangka kayu tradisional. ii. Fabrikasi mudah dalam saiz yang berbeza ✓ Steel studs boleh didapati dalam pelbagai saiz dan boleh dibuat pesanan. Ini bermakna ia boleh disesuaikan untuk menanggung beban khusus dalam semua jenis bangunan dan saiz yang berbeza. iii. Kalis api
89 | D C A 4 0 3 3 I B S ✓ Pembinaan kerangka keluli sangat tahan api, mengurangkan risiko kebakaran keatas bangunan dan memperlahankan penyebaran api sekiranya berlaku kebakaran. Pelapik tahan api khas bertindak untuk meningkatkan sifat keluli struktur ini. iv. Rintangan serangga perosak ✓ Komponen keluli struktur adalah kebal terhadap serangga dan mamalia yang boleh merosakkan dan yang boleh menyebabkan masalah kepada kerangka kayu. v. Kelembapan dan rintangan cuaca ✓ Keluli struktur mempunyai sifat tahan lembapan yang baik, bergantung pada kandungan karbonnya. Salutan zink panas dan rawatan serbuk tambahan untuk rintangan karat yang dipertingkatkan akan menjadikan komponen keluli struktur lebih kebal terhadap kesan air (pertimbangan bagi komponen yang terdedah kepada cuaca). 4.2.2 Kekurangan i. Konduktiviti termal ✓ Nilai penebatan dinding boleh dikurangkan sebanyak separuh apabila haba dipindahkan melalui studs steel. Apabila pembinaan bingkai keluli digunakan, langkah-langkah penebat perlu diletakkan untuk mengatasi kekonduksian terma keluli ii. Mengurangkan fleksibiliti di tapak ✓ Pengukuran keluli perlu dikira dengan tepat terlebih dahulu, kerana fabrikasi keluli dihantar ke tapak dalam bentuk akhir, siap untuk dimasukkan ke dalam bangunan. Jika komponen yang dihasilkan tidak tepat, kerangka komponen perlu dihantar kembali ke kilang untuk penyelarasan. iii. Struktur sokongan
90 | D C A 4 0 3 3 I B S ✓ Pembinaan kerangka keluli jarang berfungsi sendiri. Mereka biasanya memerlukan drywall, pelapis, penebat dan komponen kayu tambahan untuk dirikan bangunan 4.3 JENIS DAN KAEDAH PENYAMBUNGAN 4.3.1 Kaedah Penyambungan Kerangka Tegar (Rigid) i. Pada asasnya, reka bentuk struktur kerangka tegar tidak banyak berbeza dengan struktur lain. Yang perlu dipertimbangkan adalah sambungan yang dilakukan adalah stabil dan kuat antara struktur rasuk dan tiang. ii. Struktur kerangka tegar mempunyai ciri- ciri sambungan tegar tiang dan rasuk lurus atau tirus yang boleh menjadi kerangka keluli tegar atau kerangka konkrit tegar. Rajah 4.6: Sambungan Momen iii. Sambungan Kerangka Keluli Tegar bagi modul ✓ Menggunakan sudut atau split T untuk menyambung flanged rasuk atas dan bawah dengan tiang untuk menolak beban angin Rajah 4.7: Sambungan menggunakan split T
91 | D C A 4 0 3 3 I B S ✓ Menggunakan jenis sambungan welded unreinforced flange – bolted web, modul ini tidak dapat menolak beban sisi Rajah 4.8: Sambungan menggunakan welded unreinforced flange ✓ Sambungan Post Northrigde Special Moment Resisting (dikimpal dan bolt) dalam satu arah dan sambungan mudah dalam arah orthogonal. Rajah 4.9: Sambungan Post Northrigde 4.3.2 Kaedah Penyambungan Kerangka Portal i. Penyambungan asas untuk kerangka portal ✓ Kaki atau stanchions kerangka portal perlu bersambung dengan bahagian bawah asas. Rajah 4.10: Sambungan kaki kerangka portal ii. Penyambungan rabung untuk kerangka portal
92 | D C A 4 0 3 3 I B S ✓ Penyambungan ini perlulah kuat dengan menggunakan kepingan berbentuk baji yang dipanggil kepingan gusset untuk menguatkan kawasan bolt. Rajah 4.11: Penyambungan rabung atau penyambungan puncak iii. Penyambungan lutut untuk kerangka portal ✓ Kepingan gusset akan digunakan untuk meningkatkan kekuatan, menjadikan kawasan bolt lebih besar dan mencegah pesongan di bawah beban. Rajah 4.12: Kepingan Gusset ✓ Penyambungan lutut mesti kuat untuk menyokong beban bumbung dan mencegah lenturan daripada berlaku. Rajah 4.13: Penyambungan lutut
93 | D C A 4 0 3 3 I B S iv. Pendakap pepenjuru untuk kerangka portal ✓ Pendakap pepenjuru untuk kerangka portal ini digunakan untuk menggalakkan pergerakan penjuru. Rajah 4.14: Pendakap pepenjuru v. Keratan rentas untuk kerangka portal ✓ Keratan rentas ini boleh ditetapkan mendatar atau menegak bergantung kepada cara panel pelapisan dipasang. Rajah 4.15: Keratan rentas kerangka portal vi. Tali kabel untuk kerangka portal ✓ Ikatan dawai dan tiub ini digunakan untuk mengelakkan keratan pelapis daripada kendur dan dapat menambah kekuatan yang besar ke penyambungan pelapisan luaran. Rajah 4.16: Tali kabel kerangka portal
94 | D C A 4 0 3 3 I B S 4.4 PROSES DAN KAEDAH PEMBINAAN Pembinaan struktur kerangka keluli termasuk pembinaan asas, lajur, rasuk dan sistem lantai. Prosedur pembinaan struktur kerangka keluli adalah seperti berikut: i. Pembinaan struktur asas kerangka keluli ii. Pembinaan tiang keluli iii. Pemasangan rasuk keluli iv. Sistem lantai yang digunakan dalam pembinaan struktur kerangka keluli Rajah 4.17: Pembinaan Struktur Kerangka Keluli 4.4.1 Pembinaan struktur asas kerangka keluli Pembinaan struktur kerangka keluli bermula dengan pembinaan asas. Secara amnya, jenis asas yang diperlukan untuk struktur yang diberikan adalah berdasarkan kepada kapasiti galas tanah. Penyiasatan tanah termasuk penerokaan permukaan dan permukaan bawah digunakan untuk menilai keadaan tanah di mana struktur kerangka keluli berada. Sebagai contoh, apabila beban sederhana atau rendah dikenakan, maka perlu menggunakan pad galas konkrit bertetulang atau asas jalur. Jenis asas ini memindahkan beban ke tanah yang mampu menyokong beban yang dipindahkan.
95 | D C A 4 0 3 3 I B S Rajah 4.18: Pad Galas Konkrit Bertetulang Untuk Struktur Kerangka Keluli Sekiranya kekuatan tanah adalah lemah dan beban yang dikenakan adalah besar, maka ia perlu menggunakan asas cerucuk. Asas cerucuk akan memindahkan beban struktur yang dikenakan kepada tanah. Asas cerucuk berfungsi untuk memindahkan beban struktur kerangka keluli walaupun kapasiti galas tanah rendah dengan keupayaan galas yang mencukupi. Rajah 4.19: Asas cerucuk untuk memindahkan beban struktur kerangka keluli Rajah 4.20: Cerucuk Galas Keluli ditanam ke dalam Tanah
96 | D C A 4 0 3 3 I B S 4.4.2 Pembinaan Tiang Keluli Langkah pembinaan kerangka keluli yang seterusnya ialah penempatan tiang keluli. Bahagian keluli ditentukan berdasarkan beban yang dikenakan. Terdapat pelbagai saiz bahagian tiang keluli untuk dipilih dan tiang keluli ini biasanya dihasilkan terlebih dahulu. Titik paling ketara dalam pemasangan tiang adalah sambungan antara asas dengan tiang dan sambungan antara tiang. Sambungan asas dengan tiang adalah plat asas dikimpal pada hujung tiang. Bentuk plat asas yang sering digunakan adalah bentuk segi empat dan segi empat tepat. Butiran biasa sambungan tiang dengan asas adalah ditunjukkan seperti rajah di bawah. Rajah 4.21: Butiran Asas dengan Tiang Keluli, (A) Bolt yang dibuat di plat asas, (B) Pandangan sisi tiang dengan asas Sambungan tiang terdapat pada setiap dua atau tiga tingkat untuk memudahkan proses pemasangan disamping memudahkan proses pengeluaran dan penghantaran tiang keluli. Jarak antara penyambungan lantai dan tiang adalah kira- kira 60cm. Apabila tiang keluli bulat digunakan, sambungan kimpalan digunakan untuk menyambung kedua-dua tiang keluli di atas dan di bawah. Rajah 4.22: Sambungan Tiang
97 | D C A 4 0 3 3 I B S 4.4.3 Pemasangan Rasuk Keluli Pelbagai bahagian rasuk prefabrikasi boleh digunakan dalam pembinaan pelbagai tingkat struktur kerangka keluli. Rasuk biasanya memindahkan beban dari lantai dan bumbung ke tiang. Rasuk keluli boleh dipanjangkan sehingga 18m, tetapi rasuk keluli yang paling biasa digunakan adalah berukuran antara 3m hingga 9m. Semasa rasuk keluli didirikan, terdapat dua sambungan iaitu sambungan tiang dengan rasuk dan sambungan rasuk dengan rasuk. Terdapat pelbagai jenis sambungan tiang dengan rasuk yang dipilih berdasarkan jenis beban yang dikenakan pada sambunagn tiang dengan rasuk. Sebagai contoh, jika sambungan hanya melibatkan beban menegak, maka sambungan mudah digunakan. Plat hujung fleksibel, plat sirip dan sudut double cleat adalah contoh sambungan mudah yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Rajah 4.23: (A) Plat Hujung Fleksibel, (B) Plat Sirip, (C) Sudut Double Cleat Jika sambungan melibatkan kedua- dua beban menegak (daya ricih) dan daya kilasan (torsion force), maka sambungan plat hujung kedalaman penuh dan sambungan plat hujung yang panjang perlu dipertimbangkan seperti yang ditunjukkan dalam di bawah. Rajah 4.24: Sambungan Plat Hujung Kedalaman Penuh Dan Sambungan Plat Hujung Yang Panjang
98 | D C A 4 0 3 3 I B S Bagi sambungan rasuk dengan rasuk, plat hujung sambungan rasuk dengan rasuk digunakan untuk penyambungan rasuk keluli sekunder dengan rasuk keluli utama. Oleh kerana flange atas rasuk sekunder menyokong sistem lantai, maka ia mesti disamakan dengan flange bahagian atas rasuk utama. Flange bahagian atas rasuk sekunder ditunjukkan seperti rajah di bawah. Rajah 4.25: Bahagian Bertakuk Rasuk Sekunder Rajah 4.26: Plat Hujung Sambungan Rasuk dengan Rasuk Sebagai alternatif, pendakap unjuran dikimpal kepada rasuk utama dan kemudian rasuk sekunder disambung tanpa perlu di notched dengan rasuk keluli sekunder seperti yang ditunjukkan dalam di bawah. Rajah 4.27: Penyediaan Pendakap yang Dikimpal kepada Rasuk Utama Keluli
99 | D C A 4 0 3 3 I B S 4.4.4 Sistem Lantai yang digunakan dalam Pembinaan Struktur Kerangka Keluli Terdapat pelbagai jenis sistem lantai yang boleh digunakan dalam pembinaan kerangka keluli. Lantai biasanya dipasang setelah rasuk didirikan. Sistem lantai bukan sahaja menyokong beban menegak tetapi juga bertindak seperti diafragma dan menahan beban lateral melalui penggunaan bracings. Contoh- contoh sistem lantai termasuk rasuk komposit jangka pendek dan papak dengan dek logam, slimdek, rasuk komposit selular dengan papak dan dek keluli, rasuk slimfloor dengan unit konkrit pratuang, rasuk komposit jangka panjang dan papak dengan dek logam, rasuk komposit dengan unit konkrit pratuang dan rasuk bukan komposit dengan unit konkrit pratuang. Rajah 4.28: Butiran Lantai Komposit yang digunakan dalam Struktur Kerangka Keluli Rajah 4.29: Papak Konkrit Pratuang diletakkan pada Struktur Kerangka Keluli .4.4.5 Pembinaan Pendakap (Bracing) dan Pelekap (Cladding) dalam Struktur Kerangka Keluli Pendakap digunakan untuk menahan daya lateral yang dikenakan pada struktur dan ia memindahkan beban lateral kepada tiang dan kemudian kepada asas. Terdapat pelbagai jenis pelekap bagi struktur kerangka keluli
100 | D C A 4 0 3 3 I B S yang digunakan seperti pelekap bata dan sheet cladding yang boleh digunakan untuk melindungi bahagian dalam struktur. Rajah 4.30: Pendakap dengan Butiran Sambungan KESIMPULAN Secara kesimpulannya, pengunaan teknologi kerangka keluli ini mampu memberi impak yang besar di dalam industri pembinaan dari aspek alam sekitar. Hal ini disebabkan, pengunaan sistem kerangka keluli ini mampu mengurangkan pengunaan bahan binaan seperti kayu dan juga simen. Justeru itu, kawasan tapak binaan lebih selamat dan bersih. Seperti yang kita tahu, industri pembinaan merupakan tunjang sumber ekonomi negara, dengan pengunaan sistem ini dapat menjimatkan masa dan kos di dalam setiap pembinaan. Hal ini disebabkan, pengunaan sistem kerangka keluli ini mampu mengurangkan keperluan binaan rasuk, tiang, acuan kayu. Cabaran dari sudut kesedaran daripada pihak industri juga perlu diatasi supaya industri pembinaan di negara kita dapat seiring dengan teknologi pembinaan di negara lain. LATIHAN PENGUKUHAN 1. Nyatakan kaedah yang sering digunakan untuk mendirikan dan mencantumkan kerangka keluli di tapak pembinaan. 2. Jelaskan komponen struktur sistem kerangka keluli dalam pembinaan bangunan. 3. Terangkan secara ringkas LIMA (5) kebaikkan sistem kerangka keluli. 4. Huraikan berserta lakarkan pembinaan struktur asas kerangka keluli.